В. В. КЛИМОВ, В. П. КЛИМОВ
Научный руководитель – Б. А. ЩУКИН, д. т.н., профессор
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПОИСКА WEB-СЕРВИСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СЕМАНТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ ПО СТАНДАРТУ OWL-S
Приводится обзор спецификаций RDF, OWL, OWL-S, рассматриваются вопросы создания семантических web-сервисов и их использования в семантической сети. Описываются особенности построения сервис-ориентированной модели взаимодействия.
В последнее время все большее значение придается программированию не целостных систем, а систем, состоящих из большого числа разнородных частей, зачастую – разнесенных. Наиболее важным направлением построения таких систем можно считать подход сервис-ориентированной архитектуры (SOA) с использованием технологии web-сервисов[1].
Под web-сервисами понимают компоненты прикладных программных систем, которые доступны для пользователя через набор протоколов, применяемых для работы в сети Internet (WSDL, UDDI) [2]. Разница между web - сервисами и другими технологиями, с которыми разработчикам приходилось сталкиваться (например, DCOM, именованные каналы - named pipes, RMI) в том, что web-сервисы основаны на открытых стандартах, и эти стандарты широко поддерживаются на всех платформах Unix и Windows. В результате мы имеем архитектуру, устраняющую ограничения DCOM, CORBA или RMI. Web-сервисы поддерживают доступ через браузер, легкую интеграцию и возможность многократного использования сервиса. Web-сервисы используют XML для описания интерфейса взаимодействия и распознавания сообщений.
Машинная обработка возможна в семантической паутине благодаря двум её важнейшим характеристикам: повсеместному использованию универсальных идентификаторов ресурсов (URI), а также онтологий и языков описания метаданных. Семантическая паутина — надстройка над существующей Всемирной паутиной, которая призвана сделать размещённую в ней информацию более понятной для компьютеров [2]. Техническую часть семантической паутины составляет семейство стандартов на языки описания, включающее XML, XML Schema, RDF, RDF Schema, OWL, OWL-S [3]. Но XML сам по себе не гарантирует простое взаимодействие. Приложениям необходимы стандарты форматов и протоколов, которые позволят правильно интерпретировать XML. Поэтому были разработаны 3 новых XML – технологии, которые фактически стали стандартом для web-сервисов: протокол легкого доступа к объектам (SOAP) – стандартный протокол взаимодействия для web-сервисов, описание языка web-сервиса (WSDL) – стандартный механизм описания, развертывания, интеграции и регистрации web-сервиса, а также UDDI — стандарт для индексации web-сервисов.
Семантические web-сервисы (SW) – законченные компоненты программной логики с однозначно описанной семантикой, доступные через Интернет и пригодные для автоматизированного поиска, композиции и выполнения. Для успешного развития SW-сервисов язык разметки должен быть достаточно информативным, чтобы компьютер был способен самостоятельно понимать смысл записанных на нём выражений, и отвечать следующим требованиям [2]: 1) необходимость нахождения сервисов (поиск); 2) необходимость запускать сервисы (инициирование); 3) необходимость использования вместе нескольких сервисов (композиция); 4) необходимость узнавать, что происходит после запуска сервиса (мониторинг).
Предлагается использовать вариант трехуровневой архитектуры клиент-сервер, в котором функциональность распределена между клиентской и серверной стороной следующим образом: пользовательский интерфейс располагается на стороне клиента, бизнес-логика находится на сервере приложений, а информационная часть располагается на стороне сервера. Для организации прикладной логики используется архитектура web-сервисов, которая предназначена для разработки и развертывания распределенных бизнес-приложений [4].
Суть идеи Семантической Сети (Semantic Web) состоит в автоматизации "интеллектуальных" задач обработки значения (в семантическом смысле) тех или иных ресурсов, имеющихся в Сети. Обработкой и обменом информации должны заниматься не люди, а специальные интеллектуальные агенты (программы, размещенные в Сети). Для представления общей, явной и формальной спецификации значений ресурсов сети в Semantic Web используются онтологии. Общая онтология позволяет точно извлекать необходимую информацию и без проблем осуществлять корпоративную интеграцию, так как бизнес-процессы и различные источники данных могут быть связаны друг с другом с помощью общей мета-модели.
Стандарты Семантической Сети, предназначенной для замены традиционных web-технологий. разработаны Консорциумом W3C и реализуются в ряде крупных исследовательских проектов [5]. Выбор технологий объясняется наличием в них инструментов, позволяющих учитывать структурную и семантическую составляющие информации. Сервис-ориентированный тип интеграции основан на использовании стандартизованного описания формата передачи данных
Модель данных Resource Description Framework (RDF) позволяет объединить информацию из различных источников, включая базы данных и системы инженерии знаний. Для того, чтобы связанные между собой системы могли не только предоставлять информацию пользователю, а также могли работать с содержанием информации предлагается использовать Ontology Working Language. OWL и OWL-S - это модели на базе RDF в виде набора выделенных терминов, базовыми понятиями которой являются класс, свойство и экземпляр класса [6,8]. Язык OWL-S фактически является надстройкой над RDF/RDFS и поддерживает эффективное представление онтологий в терминах классов и свойств, обеспечение простых логических проверок целостности онтологии и связывание онтологий друг с другом. Он добавляет больше словарных возможностей для описания свойств и классов, чем RDF [7].
Работы в области Семантической Сети и web-сервисов тесно связаны друг с другом. Цели обоих - сделать информацию в Сети понятной программным агентам. Мощной комбинацией этих двух разработок является создание технологии Семантических web-сервисов.
Данный проект является победителем по программе «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» (УМНИК-09) и реализуется в рамках государственного контракта на выполнение НИОКР.
Список литературы
1. S. Weerawarana, F. Curbera. Web Services Platform Architecture / S. Weerawarana. - Prentice Hall PTR, 2005 – P. 152.
2. Web Services Journal // Web Services Journal. D. 2002. V. 02. P. 16.
3. S. Powers. Practical RDF / S. Powers. - O'Reilly Media, 2003. - P. 52.
4. Web-сервисы для новичков. [Электронный ресурс]: Режим доступа к ресурсу: http://www. /developerworks/ru/webservices/newto/websvc. html Загл. с экрана. Яз. рус.
5. W3C Semantic Web Activity.[Электронный ресурс] : Режим доступа к ресурсу: http://www. w3.org/2001/sw/ — Загл. с экрана. — Яз. англ.
6. Web Ontology Language (OWL). [Электронный ресурс]: Режим доступа к ресурсу: http://www. w3.org/2004/OWL. — Загл. с экрана. Яз. англ.
7. Будущее Web - за семантикой. [Электронный ресурс]: Режим доступа к ресурсу: http://www. /developerworks/ru/library/wa-semweb/index. html Загл. с экрана. Яз. рус.
8. RDF Primer.[Электронный ресурс]. Режим доступа к ресурсу: http://www. w3.org/TR/REC-rdf-syntax/ Загл. с экрана. Яз. англ.
